相正弦交流电路1

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1、第七章三相电路本章介绍三相正弦交流电源的产生、三相电源和三相负载的两种连接方式以及三相电路的功率计算。从分析方法来看，本章是正弦交流电路分析的延续，前述正弦交流电路的分析方法完全适用于三相电路，但是三相电路又有其自身的特点。三相电路三相电路是由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差120◦的正弦电压作为供电电源的电路。三相电路的优点：（1）发电方面：容量比单相电源大50％；（2）输电方面：比单相输电节省有色金属25％；（3）配电方面：三相变压器比单相变压器经济且便于接入负载；（4）用电设备：三相电动机具有结构简单、成本低、运行可靠、维护方便等优点。例子：单相交流发电机NSω

2、AXe根据右手定则可知，线圈中产生感应电动势。在两磁极中间，放一个线圈。让线圈以ω的速度逆时针旋转。合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，线圈两端便可得到单相交流电动势。7.1三相交流电源一、三相交流电源的产生•••AXYCBZSNω定子转子定子中放三组绕组：AXBYCZ始端末端三组线圈完全相同，空间位置各差120o转子为一磁极，有N极和S极，那么在定子与转子间的气隙中有磁场分布，当转子以角速度ω逆时针方向旋转时，定子绕组切割磁力线产生感应电动势。第七章三相电路通过工艺上保证定子与转子气隙间的磁通密度分布规律是正弦的，密度的最大值在N和S处，这样使各相绕组切割磁力

3、线产生的感应电动势为正弦的感应电动势。•••AXYCBZSNω第七章三相电路由于三个绕组的空间位置彼此相隔，这样第一相感应电动势的相位超前第二相感应电动势的相位；同样第二相感应电动势超前第三相，第三相又超前第一相。显然，三相感应电动势的幅值相等，频率相等，相位彼此相差。•••AXYCBZNSω三相电动势eAAXeBBYeCCZt0Em–EmeAeBeC2eA=EmsinteB=Emsin(t–120°)eC=Emsin(t+120°)三相定子绕组电动势的幅值相等,频率相同,相位依次相差120°，设定电动势的参考方向为由线圈的末端指向始端。120°EA•EC•E

4、B•120°120°相量图+﹣﹣﹣++Um–UmuAuBuCt02以uA为参考正弦量，则有用电压源表示三相定子绕组的感应电动势，A、B、C端标记为正极性，而X、Y、Z端标记为负极性。每一个电压源记为一相，依次称为A相、B相、C相。其电压分别记为uA、uB和uC。UB•120°UA•UC•120°120°三相电压出现正幅值（或相应零值）的顺序称为相序。在此相序为ABC，正相序。三相电路分析时一般都采用这种相序。第七章三相电路设第一相初相为，那么第二相为，第三相为，三相电压的三角函数表达式为第七章三相电路由三角函数关系式可知，三相交流电压瞬时值的代数和恒为零，即这三组大

5、小相等，频率相同，相位依次相差的三相电压，称为对称三相电压。对称三相电压是三相定子绕组产生的三个独立的正弦电源，称为三相交流电源。由相量图可知，三相电压相量和为零，即三相交流发电机的定子为三个独立绕组，如果将每个绕组用两条导线引出供电，需要六条导线，这不仅使供电成本提高，也不能体现三相制供电的优越性。因此，三相电源在对外供电时，并不是由三个绕组独立供电，而是按照一定方式进行连接，形成一个整体。连接方式有星形连接和三角形连接两种。最常用的连接方式是星形连接。二.三相电源的联接方式第七章三相电路三相电源的星形联接将发电机三相定子绕组的末端X、Y、Z连接在一点，始端A、B、C分

6、别与负载连接，这种方法叫星形连接，三个末端相连接的点称为中点或零点，用字母“N”表示，从中点引出的一根线叫做中线或零线。从始端A、B、C引出的三根线叫做相线，俗称火线。第七章三相电路低压配电系统中，采用三根火线和一根中线输电，称为三相四线制；高压输电工程中，由三根火线组成输电，称为三相三线制。第七章三相电路相电压：每相绕组始端与末端的之间的电压，其瞬时值用uA、uB、uC表示，相电压的有效值通常用Up表示。线电压：任意两根火线之间的电压，其瞬时值用uAB、uBC、uCA表示，线电压的有效值通常用Ul表示。第七章三相电路三相电源星形联接方式下相电压和线电压之间的关系：第七章

7、三相电路用相量表示：一般写为第七章三相电路可以看出，当发电机绕组作星形连接时，三个相电压和三个线电压均为三相对称电压，各线电压的有效值为相电压有效值的倍，且线电压相位比其下标第一个字母的相电压超前。第七章三相电路电源的三角形联接将三相定子绕组的始末端钮顺次相接，从各联接点引出三个端钮A、B、C与负载相连，这种方法称为三角形连接。显然，当电源三角形联接时，线电压就是相电压。必须注意：三角形联接时如果任何一相绕组接法相反，三个相电压之和将不为零，因而在三角形联接的闭合回路中将产生极大的短路电流，造成严重后果。三相发电机接成三角形供